《操作系统》课程实验指导书信电工程学院2011年9月目录前言 (1)实验要求 (2)实验准备 (3)实验一处理机管理 (4)实验二存储管理 (7)实验三设备管理 (10)实验四文件管理 (14)前言“操作系统”是计算机及相关专业的必修课程，在学习计算机操作系统理论的同时，通过实验可以加强对操作系统基本原理的理解。
让学生通过上机实验验证计算机操作系统的难点，增加学生对计算机操作系统的领悟和掌握。
使学生对计算机操作系统的工作原理和工作过程有深刻的体会和理解，同时又锻炼了程序编制能力和学生创造能力。
本课程共设8个学时，实验主要由进程管理、存储管理、设备管理、文件管理等4个主要几个部分所组成。
其中验证类实验占25%、设计类实验占75%，每个实验2学时。
考虑由于学生C语言基础较并且不平衡，本课程实验安排了实验准备（由学生课下完成），主要了解掌握TurboC2.0编程环境、掌握C语言编程的基本编制方法和技巧，为后继的实验做准备。
这些实验能很好地解决配合操作系统课程教学来指导学生进行实践的问题。
实验要求1．学生按照实验要求，上机前写好上机实验预习报告，内容包括：实验的目的、内容、实验步骤（程序）。
2．上机实验时按实验要求完成每一个实验的内容。
3．课后认真书写实验报告。
实验报告采用统一的实验报告纸，实验封面包括：课程名称、实验名称、实验序号、班级、姓名、学号、实验时间。
实验报告书写规范，应包括：实验目的和要求、实验内容、实验步骤、实验记录（程序）。
4．遵守机房纪律，服从辅导员教师指挥，爱护实验设备。
5．实验课程不迟到。
如有事不能出席，所缺实验一般不补。
实验准备一．实验目的熟悉TurboC2.0基本编程环境掌握C语言的基本编程方法二．实验内容与要求（一）TurboC2.0的基本操作1、TurboC2.0的基本操作2、运行一个C语言程序的一般过程3、编辑并保存存一个C语言程序4、编译、链接源程序文件5、运行与查看程序结果（二）C语言程序的基本编程方法1、数据类型、运算符、表达式2、数据的输入、输出3、C语言程序的基本控制结构4、数组5、函数与程序结构6、指针7、结构与联合8、文件操作（可通过网络查找TurboC2.0用户说明书，并在其指导进行操作，并要求人手一本C语言程序设计教材并上机练习）实验一处理机管理一、掌握进程及进程调度的概念、三种基本状态及转换二、实验内容１、复习进程的概念、进程调度的含义、进程的三种基本状态及转换２、编制一个模拟进程调度的程序三、参考程序#include"stdio.h"#define running 1/*用running表示进程处于运行状态*/#define aready 2/*用aready表示进程处于就绪状态*/#define blocking 3/*用blocking表示进程处于等待状态*/#define sometimes 5/*用sometime表示时间片大小*/#define n 10/*假定系统允许进程个数为10*/struct{int name;/*进程标识符*/int status;/*进程状态*/int ax,bx,cx,dx;/*进程现场信息,通用寄存器内容*/int pc;/*进程现场信息,程序计数器内容*/int psw;/*进程现场信息,程序状态寄存器内容*/int next;/*下一个进程控制块的位置*/}pcbarea[n];/*定义模拟进程控制块区域的数组*/int PSW,AX,BX,CX,DX,PC,TIME;/*模拟寄存器*/int run;/*定义指向正在运行进程的进程控制块的指针*/struct{int head;int tail;}ready;/*定义指向正在运行进程的进程控制块的指针*/int block;/*定义指向等待队列的指针*/int pfree;/*定义指向空闲进程控制块队列的指针*/sheduling()/*进程调度函数*/{int i;if(ready.head==-1)/*空闲进程控制块队列的指针*/{printf("无就绪进程\n");return 0;}i=ready.head;/*就绪队列头指针赋给i*/ready.head=pcbarea[ready.head].next;/*就绪队列头指针后移*/if(ready.head==-1) ready.tail=-1;/*就绪队列为空，修正尾指针 ready.tail*/pcbarea[i].status=running;/**/TIME=sometimes;/*设置相对时钟寄存器*//*恢复该进程现场信息*/AX=pcbarea[run].ax;BX=pcbarea[run].bx;CX=pcbarea[run].cx;DX=pcbarea[run].dx;PC=pcbarea[run].pc;PSW=pcbarea[run].psw;/*修改指向运行进程的指针*/run=i;return 0;}/*进程调度函数结束*/create(int x)/*创建进程*/{int i;if(pfree==-1)/*空闲进程控制块队列为空*/{printf("无空闲进程控制块，进程创建失败\n");return 0;}i=pfree;/*取空闲进程控制块队列的第一个*/pfree=pcbarea[pfree].next;/*pfree后移*//*填写该进程控制内容：*/pcbarea[i].name=x;pcbarea[i].status=aready;pcbarea[i].ax=x;pcbarea[i].bx=x;pcbarea[i].cx=x;pcbarea[i].dx=x;pcbarea[i].pc=x;pcbarea[i].psw=x;if(ready.head!=-1){/*就绪队列不空时，挂入就绪队列方式*/pcbarea[ready.tail].next=i;ready.tail=i;pcbarea[ready.tail].next=-1;}else{/*就绪队列为空时，挂入就绪队列方式*/ready.head=i;ready.tail=i;pcbarea[ready.tail].next=-1;}return 0;}/*进程创建函数结束*/main(){/*系统初始化*/int num,j;run=ready.head=ready.tail=block=-1;pfree=0;for(j=0;j<n-1;j++)pcbarea[j].next=j+1;pcbarea[n-1].next=-1;printf("输入进程编号（避免编号的冲突，以负数输入结束，最多可以创建10个进程）：\n");scanf("%d",&num);while(num>0){create(num);scanf("%d",&num);}sheduling();if(num!=-1){printf("进程名进程状态寄存器内容：ax bx cx dx pc psw:\n");printf("%4d%10d%3d%3d%3d%3d%3d%3d\n",pcbarea[run].name,pcbarea[run].status,pcbarea[ run].ax,pcbarea[run].bx,pcbarea[run].cx,pcbarea[run].dx,pcbarea[run].pc,pcbarea[run ].psw);}}/*main结束*/实验二存储管理一、实验目的掌握分页存储管理的基本原理及分页存储管理中的地址变换过程二、实验内容１、复习分页想念管理的基本概念、基本原理、及地址变换过程２、编制一个模拟地址变换过程的程序三、参考程序/*页式虚拟存储管理中地址转换和缺页中断的模拟*/#include"stdio.h"#define n 64/*模拟实验中假定的页表长度*/#define length 10struct{int lnumber;/*页号*/int flag;/*表示该页是否在主存,"1"表示在主存,"0"表示不在*/int pnumber;/*该页所在主存块的块号*/int write;/*该页号是否被修改,"1"表示修改过,"0"表示末修改过*/ int dnumber;/*该页存放在磁盘上的位置,即磁盘块号*/}page[n];/*页表定义*/int m;/*m为该作业在主存中的主存块块数*/int page_length;/*页表实际长度*/int p[length];/*存放在主存中页的页号*/int head;/*主存中页号队列*/page_interrupt(lnumber)int lnumber;{int j;printf("发生缺页中断*%d\n",lnumber);/*淘汰页*/j=p[head];p[head]=lnumber;head=(head+1)%m;if(page[j].write==1)printf("将页%d写回磁盘第%d块\n",j,page[j].dnumber);page[j].flag=0;/*第j页存在标志改为"0"*/page[lnumber].pnumber=page[j].pnumber;page[lnumber].flag=1;/*第lnumber页存在标志改为"0"*/page[lnumber].write=0;/*第lnumber页修改标志改为"1"*/printf("淘汰主存块%2d中的页%2d从磁盘第%d块中调入页%2d\n",page[j].pnumber,j,page[lnumber].dnumber,lnumber);}/*缺页中断处理函数结束*/void command(laddress,write)unsigned laddress;int write;{int paddress,ad,pnumber,lnumber;kk:/*取出逻辑地址laddress的页号lnumber(高6位)和页内地址ad*/ lnumber=laddress>>10;ad=laddress&0x3ff;if(lnumber>=page_length){printf("不存在该页\n");}if(page[lnumber].flag==1)/*页在主存*/{pnumber=page[lnumber].pnumber;/*从页表中取得块号*/paddress=pnumber<<10|ad;/*合并块号和块内地址形成物理地址padress*/printf("逻辑地址是:%x 对应的物理地址是%x\n:",laddress,paddress);}if(write==1)/*如果需要写,修改页的修改标志位*/page[lnumber].write=1;else{page_interrupt(lnumber);/*缺页中断*/goto kk;}}/*命令处理函数结束*/void main(){int lnumber,pnumber,write,dnumber;unsigned laddress;int i;/*输入页表信息,页号从0开始,依次编号,创建页表page*/printf("输入页表信息,创建页表(若页号为-1,则结束输入\n");printf("输入页号和辅存地址");scanf("%d%d",&lnumber,&dnumber);i=0;while(lnumber!=-1){page[i].lnumber=lnumber;page[i].flag=0;page[i].write=0;page[i].dnumber=dnumber;i++;printf("输入页号和辅存地址");scanf("%d%d",&lnumber,&dnumber);}page_length=i;printf("输入主存号，主存块数要小于%d，(以-1结束)：",i);scanf("%d",&pnumber);m=0;head=0;while(pnumber!=-1){if(m<=i){page[m].pnumber=pnumber;page[m].flag=1;p[m]=m;m++;}scanf("%d",&pnumber);}printf("输入指令性质(1-修改,0-不需要,其他--结束程序运行)和逻辑地址:");scanf("%d%x",&write,&laddress);while(write==0||write==1){command(laddress,write);/**/printf("输入指令性质(1-修改,0-不需要,其他--结束程序运行)和逻辑地址:");scanf("%d%x",&write,&laddress);}}/*函数结束*/实验三设备管理一、实验目的了解设备管理的基本原理、设备的分配与回收过程二、实验内容１、复习设备管理的基本概念、基本原理、常用的数据结构、分配策略及算法２、编制一个独占设备的分配和回收模拟程序三、参考程序/*独占设备的分配和回收模拟*/#include"stdio.h"#include"string.h"#define false 0#define true 1#define n 4#define m 10struct{char type[10];/*设备类名*/int count ;/*拥有设备台数*/int remain;/*现存的可用设备台数*/int address;/*该类设备在设备表中的起始地址*/}equiptype[n];/*设备类表定义,假定系统有N个设备类型*/struct{int number;/*设备绝对号*/int status;/*设备好坏状态*/int remain;/*设备是否已分配*/char jobname[4];/*占有设备的作业名*/int lnumber;/*设备相对号*/}equipment[m];/*设备表定义,假定系统有M个设备*/allocate(char J[],char type[],int mm){int i,t;/*查询该类设备*/i=0;while(i<n&&strcmp(equiptype[i].type,type)!=0)i++;if(i>=n)/*没有找到该类设备*/{printf("无该类设备,设备分配失败");return(false);}if(equiptype[i].remain<1)/*所需设备现存可用台数不足*/{printf("该类设备不足,分配失败");return(false);}t=equiptype[i].address;/*取出该类设备在设备表中的起始地址*/while(!(equipment[t].status==1&&equipment[t].remain==0))t++;/*填写作业名、相对号，状态改为已分配*/equiptype[i].remain--;equipment[t].remain=1;strcpy(equipment[t].jobname,J);equipment[t].lnumber=mm;}/*设备分配函数结束*/reclain(char J[],char type[]){int i,t,j,k,nn;i=0;while(i<n&&strcmp(equiptype[i].type,type)!=0)i++;if(i>=n)/*没有找天该类设备*/{printf("无该类设备，设备回收失败");return(false);}t=equiptype[i].address;/*取出该类设备在设备表中的起始地址*/ j=equiptype[i].count;/*取出该类设备的数量*/k=0;nn=t+j;for(;t<nn;t++)if(strcmp(equipment[t].jobname,J)==0&&equipment[t].remain==1) {equipment[t].remain=0;k++;}equiptype[i].remain=equiptype[i].remain+k;if(k==0)printf("该作业没有使用该类设备\n");}/*设备收回函数结束*/main(){char J[4];int i,mm,a;char type[10];/*设备类表初始化：*/strcpy(equiptype[0].type,"input");/*输入机*/equiptype[0].count=2;equiptype[0].remain=2;equiptype[0].address=0;strcpy(equiptype[1].type,"printer");/*打印机*/equiptype[1].count=3;equiptype[1].remain=3;equiptype[1].address=2;strcpy(equiptype[2].type,"disk");/*磁盘机*/equiptype[2].count=4;equiptype[2].remain=4;equiptype[2].address=5;strcpy(equiptype[3].type,"tape");/*磁带机*/equiptype[3].count=1;equiptype[3].remain=1;equiptype[3].address=9;/*设备表初始化：*/for(i=0;i<10;i++){equipment[i].number=i;equipment[i].status=1; //343434equipment[i].remain=0;}while(1){printf("\n0－退出,1-分配,2－回收,3－显示");printf("\n选择功能项(0－3):");scanf("%d",&a);switch(a){case 0:/*程序结束*/return(false) ;case 1:/*a=1分配设备*/printf("输入作业名、作业所需设备类和设备相对号");scanf("%s%s%d",J,type,&mm);allocate(J,type,mm);/*分配设备*/break;case 2:/*a=2回收设备*/printf("输入作业名和作业归还的设备类");scanf("%s%s",J,type);reclain(J,type);/*回收设备*/break;case 3:/*a=3输出设备类表和设备表的内容*/printf("\n输出设备类表\n");printf(" 设备类型设备总量空闲好设备\n");for(i=0;i<n;i++)printf("%9s%8d%9d\n",equiptype[i].type,equiptype[i].count,equiptype[i].remain); printf("输出设备表:\n");printf("绝对号好/坏已/未分配占用作业名相对号\n");for(i=9;i<m;i++)printf("%3d%8d%9d%12s%8d\n",equipment[i].number,equipment[i].status,equipment[i].remain,equipment[i].jobname,equipment[i].lnumber);}}}。
